礦井空壓機冷卻水泵遠程監控及故障診斷系統研究

芮雪

摘 要：礦井空壓機冷卻水泵是保證礦井水冷空壓機高效運行的核心部分，為了提高冷卻水泵的智能化程度，構建遠程監控及故障診斷系統具有重要的現實意義。本文結合礦井空壓機冷卻水泵的運行需求，分別從數據采集與控制系統、上位機遠程監控系統以及礦井空壓機冷卻水泵故障診斷三個方面，對礦井空壓機冷卻水泵遠程監控及故障診斷系統展開研究。

關鍵詞：礦井；空壓機冷卻水泵；遠程監控；故障診斷

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.075

0 前言

空壓機冷卻水泵作為整個空壓機系統的關鍵性環節之一，同時也是為空壓機提供安全保障的重要冷卻設備。在具體的運行過程中，借助冷卻水的循壞可以有效降低排氣溫度，在此基礎上冷卻潤滑油提升冷卻效果?？諌簷C本身的冷卻水循壞系統，一般包括蓄水池、水箱、管道、水過濾器以及電動水泵等，為了進一步提升設備的運行效率，實現對空壓機的遠程控制與自動控制尤為重要。

1 數據采集與控制系統分析

1.1 數據采集與處理系統

在構建礦井空壓機冷卻水泵遠程控制與故障診斷系統工作中，首選需要明確空壓機冷卻水泵自動控制系統的基本組成，然后在此基礎上完成數據采集與處理系統的設計。空壓機冷卻水泵的自動控制系統主要是以礦井施工現場的控制柜為主，將其作為控制系統核心，并經由傳感器實現對空壓機冷卻水泵中各個檢測參數信息的采集，待完成對相關數據信息的采集工作之后，需要借助PLC編寫程序，將這些數據進行統一處理。這一過程中，空壓機冷卻水泵上位機采用的是組態軟件，以此來對空壓機冷卻水泵數據顯示界面實施開發與設計。與此同時，由于上位機和現場控制柜之間主要是通過以太環網實現通訊與數據交互，因此可以借助視頻監控攝像頭等方式，進一步完成對空壓機冷卻水泵遠程視頻監控的目的。

1.2 綜合控制系統

在設計研究過程中，空壓機冷卻水泵綜合控制系統主要分為手動控制與自動控制兩種類型，并且在上位機組態換面中可以實現兩種模式之間的任意轉換。比如：在手動控制模式下，技術人員可以直接在調度室，經由組態控制畫面來完成對空壓機冷卻水泵的控制，使其執行啟停操作。在空壓機冷卻水泵控制系統無人值守的情況下，可以將控制模式轉換為自動控制，這時系統可以根據水泵管道內承受壓力值的大小，對系統運行情況和故障情況進行自動控制?？諌簷C冷卻水泵綜合控制流程如下：水箱注水，啟動進水閥和水泵電機——到達延時時間后啟動出水閥，并向管道內注水——通過判斷管道內壓力進行合理的延時設定——對比分析管道實際水壓和設定壓力數值，如果實際水壓大于設定值，則說明設備運行正常；如果實際水壓小于設定值，則說明水泵系統發生故障，應該進行下一步的故障診斷與處理[1]。

2 上位機遠程監控系統與故障診斷分析

2.1 上位機遠程監控系統設計

礦井空壓機冷卻水泵上位機遠程監控系統的設計，需要借助組態軟件來實現，將組態軟件作為遠程監控系統設計開發平臺，在此基礎上將礦井空壓機冷卻水泵機組的數據監控、遠程控制以及視頻監控，實施集成化控制，進而完成對礦井空壓機冷卻水泵運行狀態的遠程監控，并且還可以清晰的顯示出設備各項運行參數，有利于各項參數超限報警與相關數據存儲工作的順利落實。在礦井空壓機冷卻水泵遠程監控過程中，經由上位機冷卻水泵組態畫面，可以完成對各個冷卻水泵、進水閥、出水閥、排氣閥以及加水閥的控制。在動態顯示水箱故障、水泵故障以及管道水壓的基礎上，最大程度上保證技術人員可以在故障發生的第一時間，明確故障位置和快速采用相應的處理措施，避免對礦井空壓機冷卻水泵的正常運行造成影響。另一方面，通過合理設計礦井空壓機冷卻水泵的上位機遠程監控系統，還可以通過對冷水泵其他數據的監控與獲得，充分發揮出實際查詢功能，為后期設備系統的優化提供了科學的數據支持。

2.2 礦井空壓機冷卻水泵故障診斷實例

為了促進礦井空壓機冷卻水泵運行穩定性與安全性的提升，在對礦井空壓機冷卻水泵構建故障自動診斷系統時，應該充分考慮到實際工作需求，在明確礦井空壓機冷卻水泵組間部件關系的基礎上，保證礦井空壓機冷卻水泵故障診斷專家系統構建的科學性[2]。比如：在具體的設計工作中，技術人員應該借助專家知識與現場實際操作經驗，對礦井空壓機冷卻水泵系統故障實施精準定位，從而保證故障排除的及時性。從現階段礦井空壓機冷卻水泵應用的實際情況來看，實現對礦井空壓機冷卻水泵的遠程控制與故障診斷，不僅可以為礦井空壓機冷卻水泵系統的長期穩定運行提供堅實保障，在切實保證空壓機冷卻水供應以及避免安全事故損失等方面，也同樣發揮著不可忽視的重要作用。因此，需要提高對礦井空壓機冷卻水泵系統的重視。

此外，本次礦井空壓機冷卻水泵故障診斷系統的設計，主要是采用了基于故障樹分析的診斷方式，通過合理構建礦井空壓機冷卻水泵故障診斷專家系統，切實為現場技術人員相關工作的開展奠定基礎，有利于為維修人員提供更加有效的故障維修思路。以礦井空壓機冷卻水泵振動過大引發的故障為例，在礦井空壓機冷卻水泵故障診斷專家系統中，首先需要確定電機振動過大診斷模塊，在進入電機振動過大診斷畫面的同時，結合故障征兆添加相應的條件，完成之后點擊“診斷”按鈕，從而便可得出關于礦井空壓機冷卻水泵故障診斷的最終結果，并根據實際故障表現給出相應的處理建議。

3 總結

綜上所述，冷卻水泵系統在保障設備安全穩定運行等方面發揮著積極作用。想要促進空壓機冷卻水泵自動化水平的提升，應該綜合分析礦井空壓機冷卻水泵的工作需求，同時將PLC作為自動控制核心，在此基礎上通過聯合上位機組態軟件等方式，構建完善的遠程監測和自動控制系統。同時，優化設計基于故障樹診斷分析的故障診斷專家系統，可以為空壓機冷卻水泵故障的精準定位提供技術支持。

參考文獻：

[1]王啟才，王文海.水泵遠程監控系統的設計與實現[J].辦公自動化，

2018，23（09）：63-64+17.

[2]翟娟，譚公禮，曹國華.基于Web Server的消防水泵遠程監控系統[J].軟件，2017，38（08）：59-62.